[发明专利]有机发光二极管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机发光二极管及其制备方法。具体而言，本发明涉及一种有机发光二极管及其制备方法，该有机发光二极管最大程度地降低了从器件发射的光的全内反射，提高了出光效率。

本申请要求于2008年5月23日向韩国知识产权局(KIPO)提交的第10-2008-0048216号韩国专利申请的优先权，并在此将其公开的全部内容通过引用方式并入本申请。

背景技术

如图1所示，有机发光二极管(OLED)由两个电极(即阳极20和阴极40)组成，它们形成于具有合适的机械强度且平坦的基板10上，且有机材料的薄膜多层30夹于其中。此有机发光二极管商业上用于彩色平板显示器的制备，且近来，在OLED的光学应用上进行了许多研究。

通常，有机发光二极管通过这样的现象运行：其中空穴和电子分别由阳极和阴极注入有机材料中，且这些载流子再结合以使光从器件发出。此时，驱动电压受到在阳极材料和有机材料之间的界面处的空穴注入势垒高度和在阴极材料和有机材料之间的界面处的电子注入势垒高度的影响。

有机发光二极管需要具有高功率效率和耐久度的性能。如图2所示，为了实现这些性能，组成器件的有机材料具有多层结构：空穴注入层31、空穴传输层32、发光层33和电子传输层34，且已经持续研发了具有新的和稳定的分子结构的材料作为组成各个层的有机材料。

在具有这样结构的有机发光二极管中，在基板的底部设置有光提取层，以防止由器件发射的光在基板和空气之间的界面处的全内反射。图3图示说明了一种有机发光二极管，其在基板的底部上设置有光提取层90。

特别地，发光层由主体材料和掺杂物构成，其中主体材料同时接收电子和空穴，掺杂物将通过电子和空穴的再结合而形成的激子有效地转换为光。通常使用将单重态激子转换为光的荧光掺杂物。最近，采用了将三重态激子转换为光的磷掺杂物以制备高量子效率的器件。

最近，本发明人已发明了一种新的运行方法，其中电子和空穴在空穴注入层和空穴传输层之间产生，且它们各自被传输到阳极和发光层，而不是由阳极向空穴注入层注入空穴。这个新的运行方法是在有机材料之间产生电荷，而不是由阳极注入空穴。因此，其不再需要克服空穴注入势垒，且由于使用在稳定界面处产生的电荷，也确保了低驱动电压和高稳定性。

为了有效地向有机层注入电子和空穴，已经开发了不同的材料作为阴极和阳极材料。将有机发光二极管制备为穿过基板发光的器件(底部发射)或在基板的相反方向发光的器件(顶部发射)。发光方向由穿过光线的电极的透明度决定。在使用厚的具有高反射率的材料，如铝的情况下，电极反射光。在使用具有高透明度的材料，如金属氧化物或具有能通过光的厚度的金属薄膜的情况下，光穿过电极。此外，如果两个电极都具有高透明度，光可以从两侧发射。

在有机发光二极管中，阴极要求具有迅速向与其交界的电子传输层注入电子的性能。由阴极向电子传输层的电子注入与电子传输层的LUMO(最低未占分子轨道)能级和阴极材料的功函数的差密切相关，且这个差被称为电子注入势垒。有机发光二极管的驱动电压取决于电子注入势垒高度。低电子注入势垒有助于降低驱动电压，且高电子注入势垒会导致驱动电压增加。因此，为了降低电子注入势垒的高度，并在低电压下驱动器件，使用了具有低功函数的金属。合适的阴极材料包括镁(Mg)、锂(Li)、铯(Cs)、钙(Ca)等，且为了改进界面粘合性、抗氧化活性和反射性的目的，可以将它们与其他金属混合。由于这些材料具有小于4eV的功函数，电子注入势垒(即功函数和电子传输材料的LUMO能级之间的差)较低。相反，可以使用具有高于4eV的功函数的金属，如铝(Al)作为阴极。然而，当铝用作阴极时，由于其高电子注入势垒，需要较高的驱动电压。为了克服这个问题，如图14所示，将绝缘材料薄膜41插入到有机层和阴极42之间，藉此极大地降低了驱动电压。绝缘材料的例子以氟化锂(LiF)为代表。通过向器件施加电压，以5至30的厚度的薄膜形成的氟化锂的作用是通过隧道效应增强由阴极向电子传输层的电子注入，或者通过在氟化锂和在其上沉积的铝之间的化学反应而产生具有低功函数的锂原子，藉此促进了电子注入。